时间: 2025-02-07 09:59:27 | 作者: 成功案例
线路和变电站的外绝缘在运行中除了要承受电气应力和机械应力外，还会受到环境应力的作用，这中间还包括雨、露、霜、雪、雾、风等天气特征情况和工业粉尘、废气、自然盐碱、灰尘、鸟粪等污秽物的污染。外绝缘被污染的过程一般是渐进的，但有时也可能是急速的。
染污绝缘子表面上的污层在干燥状态下一般不导电，在出现疾风骤雨时将被冲刷干净，但在遇到毛毛雨、雾、露等不利天气时，污层将被水分所湿润，电导大增，在工作电压下的泄漏电流大增。电流所产生的焦耳热，既可能使污层的电导增大，又可能使水分蒸发、污层变干而减小其电导。例如悬式绝缘子铁脚和铁帽附近的污层中电流密度较大，污层烘干较快，先出现干区或干带。干区的电阻比其余湿污层的电阻大得多(甚至可大几个数量级)，因此整个绝缘子上的电压几乎都集中到干区上，一般干区的宽度不大，所以电场强度很大。如果电场强度已足以引起表面空气的碰撞电离，在铁脚和铁帽周围即开始电晕放电或辉光放电，出现蓝紫色细线，由于此时泄漏电流比较大，电晕或辉光放电很易直接转变为有明亮通道的电弧，不过这时的电弧还只存在于绝缘子的局部表面，故称局部电弧，随后弧足支撑点附近的湿污层被很快烘干，这在某种程度上预示着干区的扩大，电弧被拉长，若此时电压尚不足以维持电弧的燃烧，电弧即熄灭。再加上交流电流每一周波都有两次过零，更促使电弧呈现“熄灭一重燃”或“延伸一收缩”的交替变化。一圈干带意味着多条并联的放电路径，当一条电弧因拉长而熄灭时，又会在另一条距离较短的旁路上出现，所以就外观而言，好像电弧在绝缘子的表面上不断地旋转。
在雾、露天气时，污层湿润度不断增大，泄漏电流也随之逐渐变大，在一定电压下能维持的局部电弧长度亦持续不断的增加，绝缘子表面上这种不断延伸发展的局部电弧现象俗称爬电。一旦局部电弧达到某一临界长度时，弧道温度已很高，弧道的进一步伸长就不再需要更高的电压，而是自动延伸直至贯通两极，完成沿面闪络。
在上述污秽放电过程中，局部电弧不断延伸直至贯通两极所必需的外加电压值只要能维持弧道就够了，不像干净表面的闪络需要有很大的电场强度来使空气发生碰撞电离才能实现。可见染污表面的闪络与干净表面的闪络具有不一样的过程、不同的放电机理。这就是怎么回事有些已经通过干闪和湿闪试验、放电电压梯度可达每米数百千伏的户外绝缘，一旦染污受潮后，在工作电压梯度只有每米数十千伏的情况下却发生了污闪的原因。
总之，绝缘子的污闪是一个受到电、热、化学、气候等多方面因素影响的复杂过程，通常可分为积污、受潮、干区形成、局部电弧的出现和发展等四个阶段，采取一定的措施抑制或阻止其中任一阶段的发展和完成，就能防止污闪事故的发生。
积污是发生污闪的最终的原因，一般来说，积污现象在城市地区要比农村地区严重，城市地区中又以靠近化工厂、火电厂、冶炼厂等重污源的地方最为严重。
污层受潮或湿润主要根据气象条件，例如在多雾、常下毛毛雨、易凝露的地区，易发生污闪。不过有些气象条件也有有利的一面，例如风既是绝缘子表面积污的原因之一，也是吹掉部分已积污秽的因素；大雨更能冲刷上表面的积污，反溅到下表面的雨水也能使附着的可溶盐流失一部分，此即绝缘子的“自清洗作用”。而长期干早会使积污严重，如果出现不利的气象条件(雾、露、毛毛雨等)就易引起污闪。
干区出现的部位和局部电弧发展、延伸的难易，均与绝缘子的结构形状有密切的关系，这是绝缘子设计所要解决的重要问题之一。
总之，电力系统外绝缘的污闪事故，随着环境条件的恶化和输电电压的提高而不断加剧。例如在新中国成立初期仅在东北地区因工厂较多、线路运行电压较高而出现过一些污闪事故；但近年来随工业的快速地发展和环境条件的恶化，全国各个区域电网都曾多次发生严重的污闪事故，造成极大损失。
统计表明：污闪的次数虽然不像雷击闪络那样多，但它造成的后果却要严重得多。这是因为：雷击闪络仅发生在一点，且转瞬即逝，外绝缘闪络引起跳闸后，其绝缘性能迅速自恢复，因而自动重合闸往往能取得成功，不会造成长时间的停电；而在发生污闪时，由于一个区域内的绝缘子积污、受潮状况是差不多的，所以易发生大面积多点污闪事故，自动重合闸成功率远低于雷击闪络时的情况，因而往往导致事故的扩大和长时间停电。就经济损失而言，污闪在各类事故中居首位，所以目前一致认为，污闪是电力系统安全运作的大敌，在电力系统外绝缘水平的选择中所起作用越来越重要。
电力系统外绝缘表面的积污程度与所在地区的环境污秽程度当然是有关系的，但并非同一事物。我们所注意的主要是外绝缘表面的积污程度，但也不单纯指沉积的污秽物的多少，而是指表面污层的导电程度。换言之，污秽度除了与积污量有关外，还与污秽的化学成分有关。一般会用“等值附盐密度”(简称“等值盐密”)来表征绝缘子表面的污秽度，它指的是每平方厘米表面上沉积的等值氯化钠(NaCl)毫克数。实际上，绝缘子表面所积污秽的成分是很复杂的，有些是遇水即分解导电的电解质，有些是根本不导电的惰性物质。电解质中的盐类成分也是多种多样的，其中NaCl往往只占10%左右，比较多的是CaSO4(有时可高达60%左右)，此外，还有许多别的盐类，如CaCl2、MgCl、KCI等。所谓“等值盐密法”就是用NaCl来等值表示表面上实际沉积的混合盐类，等值的方法是：除铁脚铁帽的黏合水泥面上的污秽外，把所有表面上沉积的污移刮下或刷下，溶于300ml的蒸馏水中，测出其在20℃水温时的电导率(如实际水温不是20℃，可按公式换算)；然后在另一杯20℃、300mL的蒸馏水中加人NaCl，直到其电导率等于混合盐溶液的电导率时，所加入的NaCl毫克数，即为等值盐量，再除以绝缘子的表面积，即可得出“等值盐密”(mg/cm²)。用等值盐密来表征污秽度具有平均的性质(因实际上表面各处的积污状况是不均匀的)，但它比较直观和简单，不需要特别的仪器设备。
测污秽度的目的是为了划分污区等级，决定不同污区内户外绝缘应有的绝缘水平，决定清扫周期。我国系按下列三方面的因素来划分污区等级的：①污源；气象条件；3等值盐密。前两个因素又可统称为“污湿特征”。
GB/T 26218.1—2020《污秽条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定 第1部分：定义、信息和一般原则》中规定的污秽等级及其对应的盐密值如表1-5所示。从0级到Ⅳ级，污秽程度逐级增大，其中0级为清洁区，Ⅳ级为很严重污秽区。